慢性应激下二肽基肽酶-4通过GLP-1/PI3K-AKT轴促进脂肪组织炎症与功能障碍的机制研究

【字体: 时间:2025年08月04日 来源:The FASEB Journal? 4.2

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  本研究揭示了慢性心理应激(CPS)通过上调二肽基肽酶-4(DPP4)导致脂肪组织炎症与功能障碍的关键机制。通过构建DPP4?/?小鼠模型及GLP-1受体激动剂exenatide干预实验,证实DPP4通过抑制GLP-1/PI3K-AKT信号通路,加剧氧化应激(ROS)、凋亡(caspase-8/Bax)和巨噬细胞浸润(F4/80+),而DPP4缺失或GLP-1R激活可逆转上述病理改变。该研究为代谢紊乱患者的临床干预提供了新靶点。

  

网络药理学分析揭示核心靶点

通过SwissTargetPrediction和GeneCards数据库筛选,发现exenatide与慢性应激相关脂肪炎症的138个共同靶点,核心分子包括caspase-3、PI3KR1和PIK3CD。KEGG富集分析显示,exenatide可能通过调控PI3K/AKT和凋亡通路发挥作用,其中GLP-1R、CXCR4和Bcl2等靶点尤为关键。

慢性应激诱导脂肪组织病理改变

2周束缚应激导致野生型(DPP4+/+)小鼠皮下白色脂肪组织(SWAT)重量减轻,伴随PI3K/AKT信号失活(p-PI3K/p-AKTser473↓)及促炎因子(TNF-α、IL-6、MCP-1)和凋亡标志物(caspase-8/Bax↑)表达升高。电镜观察显示线粒体面积缩小(<0.25μm2),ROS和TUNEL+细胞显著增加,提示氧化应激与凋亡加剧。

DPP4缺失的保护效应

DPP4?/?小鼠应激后SWAT中p-AKT水平恢复,巨噬细胞浸润(F4/80+)减少50%,线粒体形态改善(面积>0.25μm2)。基因分析显示,DPP4缺失下调gp91phox和促炎因子,同时上调抗凋亡蛋白Bcl2和GLP-1R表达,证实DPP4通过负调控GLP-1信号加剧应激损伤。

GLP-1R激动剂的治疗潜力

Exenatide(5μg/kg/d)处理使应激小鼠SWAT重量增加30%,并逆转PI3K/AKT信号抑制。体外实验进一步表明,exenatide可降低S血清诱导的3T3-L1细胞ROS产生,而PI3K抑制剂LY294002加剧此效应,验证了GLP-1R-PI3K/AKT轴的核心调控作用。

脂肪-巨噬细胞互作机制

共培养实验发现,应激血清(5% S-serum)促进RAW264.7巨噬细胞向3T3-L1脂肪细胞迁移,伴随caspase-8↑和p-AKT↓。转录组数据(GSE228094)显示,M1型巨噬细胞与脂肪细胞共培养时炎症相关基因表达最高,提示细胞互作驱动炎症放大。

临床转化意义

该研究阐明DPP4/GLP-1R失衡是慢性应激相关脂肪代谢紊乱的核心环节,为DPP4抑制剂(如西格列汀)和GLP-1类似物(如司美格鲁肽)的联合应用提供理论依据,尤其适用于长期心理应激患者的代谢综合征管理。

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